Todos nós estamos familiarizados com os relâmpagos que acompanham as fortes tempestades. Enquanto esses flashes se originam em nuvens de tempestade e caem para baixo, um tipo muito mais evasivo se forma mais alto na atmosfera e dispara em direção ao espaço. Então, quais são as chances de alguém tirar fotos desses breves “eventos luminosos transitórios” raramente vistos no exato momento em que um satélite orbita diretamente acima com o evento deixando sua assinatura nos dados do satélite?
A probabilidade de isso acontecer pode parecer bem remota, mas, surpreendentemente, um observador do Instituto Tcheco de Física Atmosférica, que também é um ávido “caçador de relâmpagos”, tirou fotos desses eventos luminosos transitórios que não apenas coincidem com as medições feitas pelo Enxame da ESA missão de satélite, mas também com gravações tiradas do solo.
Essa extraordinária coincidência de três vias está levando a uma melhor compreensão de como esse tipo de relâmpago se propaga para o espaço. Além disso, essas novas descobertas poderiam melhorar os modelos científicos da parte ionizada da alta atmosfera da Terra – a ionosfera.
Eventos luminosos transitórios são fenômenos ópticos que ocorrem no alto da atmosfera e estão ligados à atividade elétrica em tempestades subjacentes. Eles são muito breves, durando de menos de um milissegundo a dois segundos, e raramente vistos do solo. Normalmente, são capturadas apenas por equipamentos fotográficos sensíveis e, por emitirem luz fraca, as fotografias só podem ser tiradas à noite.
Existem vários tipos diferentes de eventos luminosos transitórios, como sprites, jatos e elfos, cada um com suas próprias características.
Sprites, por exemplo, são grandes descargas elétricas que ocorrem a uma altitude de cerca de 50 a 90 km, acima de grandes sistemas de tempestades. Eles parecem grandes, mas fracos flashes vermelhos e geralmente acontecem ao mesmo tempo que os relâmpagos nuvem-solo que todos conhecemos.
Os cientistas há muito tempo estão interessados em entender se os raios que se propagam para níveis mais altos na ionosfera podem causar flutuações no campo magnético da Terra. A ionosfera é uma parte muito ativa da atmosfera, respondendo à energia que absorve do sol. Os gases na ionosfera são excitados pela radiação solar para formar íons, que têm uma carga elétrica.
Um artigo, publicado recentemente na Geophysical Research Letters, descreve como cientistas de centros de pesquisa na Polônia usaram dados de campo magnético da constelação de satélites Swarm da ESA, observações de relâmpagos do Geostationary Lightning Mapper e do World Extremely Low Frequency Radiolocation Array (WERA ) para fornecer evidências de ligações entre eventos luminosos transitórios e flutuações do campo magnético na ionosfera superior.
Ewa Slominska, de uma pequena empresa que coopera com o Centro de Pesquisas Espaciais da Polônia, explicou: “Os relâmpagos podem gerar flutuações de frequência ultrabaixa que vazam para a ionosfera superior. Isso significa que alguns relâmpagos são tão poderosos que provocam distúrbios no campo magnético da Terra e propagam centenas de quilômetros para cima a partir da tempestade, atingindo a altitude da órbita do Enxame.
“Embora o objetivo principal do Swarm seja medir mudanças lentas no campo magnético, é evidente que a missão também pode detectar flutuações rápidas no campo. No entanto, o Swarm só pode fazer isso se um dos satélites estiver próximo à tempestade ativa e se o raio for forte o suficiente. ”
Janusz Mlynarczyk, da AGH University of Science and Technology em Cracóvia, acrescentou: “Usando as três estações do sistema WERA, somos capazes de localizar descargas atmosféricas poderosas que ocorrem em qualquer lugar da Terra e reconstruir seus parâmetros físicos mais importantes. Isso é possível porque de uma atenuação muito baixa de ondas eletromagnéticas de frequência extremamente baixa (ELF) que essas descargas geram.
“Ondas ELF poderosas podem até mesmo se propagar ao redor do mundo algumas vezes e ainda ser visíveis em nossas gravações. Essas fontes poderosas incluem descargas associadas a sprites. A energia eletrostática acumulada liberada e observada por Swarm foi próxima a 120 GJ, o que é equivalente ao energia liberada na detonação de 29 toneladas de TNT.
“Embora saibamos que cada relâmpago carrega muita energia, está claro que essa classe de relâmpago é muito mais poderosa. Um único raio comum, que é invisível para os instrumentos do Swarm, carrega energia suficiente para carregar 20 carros elétricos, mas a energia produzida por um evento luminoso transitório seria suficiente para carregar mais de 800 veículos. ”
Um aspecto notável em tudo isso é que um dos membros da equipe científica, Martin Popek, é apaixonado por capturar sprites, jatos e elfos diante das câmeras. Suas fotografias são muito valiosas para a pesquisa da equipe, pois coincidiram com as medições feitas pelo Swarm e pela matriz terrestre.
O cientista da missão Swarm da ESA, Roger Haagmans, comentou: “É surpreendente que Martin consiga capturar eventos tão fugazes na câmera, mas o que é realmente notável é que sua dedicação a esse tipo de fotografia coincidiu com as medições de nossa missão Swarm. Suas fotos acrescentam outra dimensão à pesquisa e certamente estamos colhendo os benefícios de seu compromisso de ficar do lado de fora no frio e no escuro!
Publicado em 23/05/2021 11h24
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